バイオ燃料 （バイオねんりょう、 英 : Biofuel ）とは生物?（ バイオマス ）を利用した燃料全般を言う ^[1] 。 直接燃?させる他、用途に?じて アルコ?ル燃料 や 合成ガス 、コ?クス?やペレット?の固形燃料のように加工され、 バイオマス?電 や 航空機 、 自動車 、 船舶 など幅?い機械の燃料として使われる。 食用バイオマス( 穀物 など)を用いて製造するものを 第一世代バイオ燃料 、非食用のバイオマス( 木質燃料 や ?棄物 )を用いて製造するものを 第二世代バイオ燃料 という。 再生可能エネルギ? の一つとして扱われる。

?要 [ 編集 ]

バイオ燃料は 石油 のような 枯?性資源 を代替しうる「非枯?性資源」として注目されている他、 地球?暖化 問題による CO ₂ 削減要請の高まりもあって、 カ?ボンニュ?トラル である ^{[注? 1]} としておもに 自動車 や 航空機 を動かす 石油燃料 の 代替物 として注目されている。2016年9月には ICAO ??にて航空向けCO2排出量の削減に?する?組みで合意がなされ、バイオ燃料への注目が集まってきている。

種類 [ 編集 ]

ガソリン代替オット?機?用燃料 [ 編集 ]

バイオマスエタノ?ル [ 編集 ]

ガソリン の代わりに、 トウモロコシ や サトウキビ と言った安い 穀物 を ?酵 ?濾過してアルコ?ル（ エタノ?ル ）を作り出し、 ?用車 ?小型 商用車 用のガソリンを代替する バイオマス アルコ?ル燃料 として利用する。

穀物? ?糖蜜 をアルコ?ル ?酵 させて?造する在?法と、食料にならない?材/乾燥地生育植物である サボテン ?牧草?藁? トウモロコシ ?? 間伐材 の セルロ?ス を熱や ?菌 で分解してからコリノ菌? 酵母 で?造する第二世代セルロ?スエタノ?ルがある。在?法は食料との 競合問題 がでているために、食料と競合しない セルロ?スエタノ?ル の ??的生産法 の開?が急がれている。最近 RITE と HONDA が、セルロ?ス法の大幅なコストダウンを可能とするRITE-HONDA法を開?し、 出光興産 と 三菱商事 が合弁で大型プラントを立ち上げる計?がある。

バイオマス アルコ?ル燃料は、 化石燃料 であるガソリンより出力は劣るものの、向き不向きこそあれど、大抵の穀物は原料に出?るために原料を選ばないこと、安い穀物や、穀物の搾りかす（??の産業?棄物のことが多い）を使うことで、コストが抑えられること、 硫?酸化物 や 窒素酸化物 の排出が極めて少ないこと、植物原料の燃料なので新たなCO ₂ を作り出さないこと（ カ?ボンニュ?トラル ）などの長所がある。

アルコ?ル燃料は、自動車の初期の時代から使われていた。 第二次世界大? 末期、日本では ビ?ル 工場の全てを軍事用（飛行機?自動車用）として、アルコ?ル燃料生産用に改造することに着手していたといわれる。石油が低?格で安定供給されるようになってからは注目されない燃料となっていた。しかし、1970年（昭和45年）の オイルショック 以降、再び メタノ?ル やエタノ?ルといった アルコ?ル燃料 （バイオマス燃料）に注目が集まった。 ブラジル での?用化が有名だが、 アメリカ合衆? でも、自動車燃料に10 %のアルコ?ル燃料を含んでいるもの（E10 gas）が標準となっており、 Gasohol （ ガソホ?ル/ガソ?ル ）と呼ばれることもある。

日本 でも ??産業省 が取り組みを始めた ^[2] 。2007年時点では、?却?理に苦?しているサトウキビや サトウダイコン の搾りかす（ バガス ）を使ったプラントでの試?を行なう予定。そのほかでは、 材木 の?材や ?草 を原料とする方法など、できるだけ食料を使わない方向で?究が進められている。2007年4月27日より バイオエタノ?ル を含んだガソリンの試?販?が開始されており、ガソリン?格の高騰、 地球?暖化 への?心の高まりを受け注目されている。バイオ燃料E85（ガソリンにエタノ?ルを85%混ぜた燃料：IPSJ）は、通常のガソリンよりも CO ₂ の排出が70%少ない。バイオ燃料が利用できる フレックス燃料車 が?く普及している ブラジル で2007年5月、 トヨタ自動車 もバイオ燃料の使用が可能な自動車を??した ^[3] 。

ETBE [ 編集 ]

詳細は「 エチルタ?シャリ?ブチルエ?テル 」を?照

DMF [ 編集 ]

詳細は「 2,5-ジメチルフラン 」を?照

フルクト?スやグルコ?スから製造する。エタノ?ルよりもエネルギ?密度が高く、水とも混じらず化?的にも安定。

?油代替ディ?ゼルエンジン用燃料 [ 編集 ]

大型 の バス ? トラック ? 建設機械 ?船舶? 軍用車? 用の ?油 代替燃料である。ガソリン代替燃料が農産物/農林?棄物のアルコ?ル?酵を利用しているのに?して、 バイオディ?ゼル 燃料（BDF/BioDieselFuel）は一般の動植物油脂をそのままメタノ?ル?理または水素化分解して製造する。

第一世代のBDFは植物油をアルコ?ル?理して グリセリン を除去した燃料で、?州では菜種BDFを?油に5%前後混入して使用する例がある。日本で最近見られる?食用油ディ?ゼル燃料も第一世代に?する。第一世代BDFは100%で使用した場合、燃?力の?い?媒で排ガス?理をしないと粒子?未燃物が出やすいほか、コモンレ?ルディ?ゼルの高?噴射との相性の問題もあり、菜種/大豆油の場合は酸化しやすく、パ?ム油は低?固化しやすく、 魚油 は スラッジ でエンジン?き付きが出やすいなどの問題がある。

第二世代のBHF（BioHydrocracking Fuel)とは、新日本石油が 減??油 水素化分解 ?置を使って動植物油を分解するプロセスを試?して得られた、 GTL 同等の高品質のディ?ゼル燃料を指す。燃料中の酸素分が除去されて未燃の問題が、 ワックス が分解されて固化の問題が改善するほか、グリセリンが分解されてグリセリンの?棄問題が解決して、 ?留まり も改善する。ただし水素化分解?置は、石油精製?渣油 水素化分解 ?置の?用が利くものの、大規模な設備投資を必要とする。なお、船舶用エンジンでは元からA重油など低級な燃料油が使われていた事もあり、漁船用に魚油の生焚きも?討されている。

ジェット燃料/?油代替ガスタ?ビン用燃料 [ 編集 ]

航空機用ジェット燃料、軍艦/?車用ガスタ?ビン燃料、 コジェネレ?ション 用マイクロガスタ?ビン燃料として?油、ジェット燃料、?油を代替する。航空機用燃料としては1kgあたりの?熱量が高いことが絶??件で、アルコ?ルは?熱量が低いため使えず、動植物油か GTL が考えられている。陸海軍用はkg?熱量はそれ程重視されないが、??中に引火しない事が?件のため、やはりアルコ?ルは不適格と考えられている。

ヴァ?ジン?アトランティック航空 が ココナツ 油等を、 ニュ?ジ?ランド航空 が ナンヨウアブラギリ 油を航空燃料の混和材として使用する ^[4] 試?を開始した。

2009年1月JALが747の4基のエンジンの?、1基の燃料に??の燃料50%にバイオ燃料50%を使用した「JALバイオ?フライト」として空のエコ活動を?施した ^[5] 。ただし、JALは??再建と?率化推進のため、2011年03月に全ての747を引退させた ^[6] 。

第二世代バイオ燃料 [ 編集 ]

第一世代バイオ燃料ではサトウキビやトウモロコシを原料としてバイオエタノ?ルを製造していたが、これらの穀物の栽培により、飼料用穀物の作付面積が減り、穀物相場が高騰していた。第二世代バイオ燃料では 藻類 等のバイオマスや 古紙 ?古着 ^[7] 、おが屑や牛糞などの?棄物に含まれる有機物を分解することによってバイオ燃料を製造する。そのため、資源的な制約が無く、需要が?えても穀物相場には影響を?えにくいが、その反面、?率が低く、原材料は安いものの、熱量あたりの製造費用が高くなる可能性がある ^{[8] [9] [10] [11] [12]} 。2013年以降、各地でプラントが建設されつつあるが、セルロ?スの?酵のために 超臨界水 を使用する ^{[13] [14] [15] [16]} など、ハ?ドルが高い事が普及の妨げになっており、近年の原油相場の下落により、?っている。

日本??では おから を原料にしたバイオエタノ?ル精製への取り組みも行われており、?岡油化工業株式?社は、2008年3月から、現在産業?棄物として?理されているおからを再利用したバイオ燃料の製造を開始している ^{[17] [18]} 。

セルロ?ス細胞壁の分解は熱と化??理を伴い、??難しい問題であった ^{[注? 2]} 。また セルラ?ゼ で分解することも?施されていたが、前?理に手間がかかり大?であった ^[10] 。 メリ?ランド大?カレッジパ?ク校 のSteve Hutcheson は チェサピ?ク? の沼地で?見された バクテリア ( サッカロファガス デグラダンス （ 英語版 ） ）が?力なセルロ?ス細胞壁の分解能を有する事を突き止めた ^{[19] [10]} 。Zymetis社ではさらに?率よく糖に?更するために遺?子を組み換えて、72時間で1トンのセルロ?スバイオマスを糖に?換できる事を??した ^{[20] [10]} 。

また、 シロアリ の 消化器官 ?の 共生菌 によるセルロ?ス分解プロセスが バイオマスエタノ?ル の製造に役立つ事が期待され、 琉球大? や 理化??究所 等で?究が進められる ^{[21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28]} 。

また、世界中の池や湖などに生息し、自ら油を生成する藻の一種「 ボトリオコッカス 」を培養、抽出した油をバイオ燃料とする?究も行われている ^[29] 。同じく藻の オ?ランチオキトリウム の?究も盛んになっている。株式?社 ユ?グレナ (企業) は同じく藻の ミドリムシ から採れるバイオ燃料を使って?用化を2020年までに目指している。ミドリムシは好?的?件下では 多糖 で楕円形や円形の板?の結晶構造を作る パラミロン を貯?する。 嫌?的 ?件下に置くと ワックスエステル ?酵によりパラミロンがミリスチルミリステ?トを主成分とするワックスエステルを生成する。 倍加時間 は約12時間であり、ユ?グレナ細胞自?が大きいため?位時間あたりのバイオマス生産量が大きいことがバイオ燃料源としてミドリムシが着目されているおもな理由だ。その他、40％の高濃度 二酸化炭素 ?件下でも培養可能な 炭酸 ガス耐性や 放射性物質 への高いストレス耐性を持つこと、pH3の 酸 性培養での培養化が可能であることなどの特?を持っている。 ^{[30] [31]} 生成されたワックスエステルから作られる燃料は低?でも固まりにくい性質を持っているため、ジェット燃料の規格に適している。 ^[32] ?浜市にバイオジェット燃料製造??設備を建設し2019年から商用フライト用のバイオジェット燃料を生産する計?であるとしている ^[33] 。 ユ?グレナ社は エアロジ?ラボ と共同で 沖?? 竹富島 と 石垣島 の間でミドリムシ由?のバイオ燃料を使用した ドロ?ン の????を行った。ドロ?ンは約5.5kmの距離を高度100mで約15分間飛行し、最大飛行時間は150分で最大重量は4kgの荷物運搬が可能である。 ^[34]

下水?理やリンなどの資源回?等の付加?値をつけることで見かけ上のコストを削減する方法も?討されている。 ^[35]

バイオガス [ 編集 ]

メタン菌 による 嫌??酵 により有機物を分解して メタン ガスを生成する。おもに下水や生ごみなど、おもに?棄物が原料となるのでバイオエタノ?ル等の作物を原料として使用するバイオ燃料よりも資源の制約が少なく、?存の?理施設を改造するなど、比較的少ない投資で?現可能である。また、 下水?理 施設等で生成されるメタンガスは地球?暖化の原因ともなっており、有?利用することによって一石二鳥の?果が見?まれる。

バイオ水素 [ 編集 ]

バイオ水素は 水素生産菌 や 光合成細菌 によって生成される バイオガス である ^{[36] [37] [38] [39]} 。シロアリの消化器官?にいる共生菌の中には水素を生成する菌がいる事が確認されている ^[40] 。

バイオコ?クス [ 編集 ]

植物由?のあらゆる?材を高?高?で石炭に似た物質に?化させ、 固形燃料 として利用する。?酵を伴わず製造時の?材のエネルギ?損失がほぼ0で、原材料と比べ?積が5分の1以下になり、化?的に安定しているなど??な利点がある。コ?クスの代替として?に??段階に入っている。

微細藻燃料 [ 編集 ]

課題 [ 編集 ]

バイオ燃料が普及する、あるいは?産するに?たり、以下の課題が存在している。

• 上記の通り、バイオ燃料は植物を利用する（有力なのがサトウキビ、小?、トウモロコシ等である）。大量に?産するには?然ながら作物が大量に必要となるが、特に政策などで推?するなどしない限り、作物の耕作面積が急速に?えることはありえない。生産量が上がっていない?態で需要だけが伸びることにより、穀物の値段の高騰を引き起こしており、供給が不足するのではないかという懸念がある。また、バイオ燃料に使用される作物への ?作 が行われることで、バイオ燃料としては不向きな作物も高騰、不足に?る可能性がある。特に日本の場合、 食料自給率 は40%程度（カロリ?ベ?ス）であり、燃料に回す分があるのかという指摘もある。これらにより食用作物以外での生産が望まれ、第二世代バイオ燃料が開?されている。
• 現在のところ、生産コストがガソリンのそれよりも幾分高く、日本の?制上、ガソリンと同じ扱いを受けるため、販??格が高くなってしまう。2007年4月からの試?販?では、ガソリンとの差額分を ??産業省 、 石油連盟 が負?している。
• バイオ燃料そのものは CO ₂ 排出量は減る ^{[注? 1]} と言われているが、生産プラントの建設や、生産、輸送（2007年7月現在、日本で販?されているバイオ燃料は フランス から輸入されている）の各段階でどれほど燃料が消費され、CO ₂ が排出されるか、?際に大量に生産を始めてみなければ分からない。プラント建設、あるいはバイオ燃料の元となる穀物を栽培する用地確保のために森林を伐採するなど、生産から使用までト?タルで計ると環境に?影響を及ぼすとする意見もある。ただし穀物用の畑については現在各地で農家の引退や生産者の不足などを理由に土地が余っている傾向にあり、 宮城? 登米市 ではバイオ燃料用に 休耕田 で 多?穫米 試?栽培が始まっており、コストダウンが最大の課題だという ^{[41] [42]} 。
• バイオ燃料はその特性上、熱に弱く、一定?度以上の場所に置いておくと酸化されてしまう性質がある。ゆえに保存場所や容器等を選ぶ側面があるため、自動車や飛行機等の燃料として利用する場合、燃料タンクの改良が必要になる可能性もある。これらの問題もバイオ燃料の生産コストを引き上げる要因となっており、大量生産に?げるためにはハ?ド面の技術革新も同時?行で進める必要がある。また??的に採算性がとれるかどうかは?際にやってみないことには分からないため、進化した先の未?像を予測することは困難である。
• 一般の燃料に比べ ?酸化窒素 ( N ₂ O )の放出量が2倍である。 N ₂ O は CO ₂ の約310倍の?室?果を持つため、地球?暖化を防止するどころか、かえって地球?暖化を促進させるのではないかと パウル?クルッツェン 博士などが指摘している ^{[43] [44]} 。
• 地球?暖化は複?種の ?室?果ガス が引き起こしているという面がある。そのため、CO ₂ だけを削減したとしても結果的にそれが問題の解決に?がるかと言えば、必ずしもそうとは言えない?情がある。よって、電?自動車やバイオ燃料に?るだけでなく、?合的な?室?果ガスの削減が?現できなければ、地球?暖化問題の根本的な解決に?がらない恐れがある。

脚注 [ 編集 ]

注? [ 編集 ]

出典 [ 編集 ]

?連項目 [ 編集 ]

• バイオマス
• 再生可能エネルギ?
• カ?ボンニュ?トラル
• バイオマス?電
• 木質燃料
• エネルギ?ペイバックタイム
• エネルギ??支比
• 松根油
• 代燃車
• アグロインダストリ?
• はげ山
• カ?ズ2 - 油田オ?ナ?によるバイオ燃料潰しがスト?リ?の重要な要素として組み?まれている。
• エンビバ
• Drax